production of animal proteins by cell systems - New Harvest

More documents

Recommendations

Info

equirements (suitable cells and medium) are met. The development of the technologies to produce larger pieces of meat may take considerably longer. A fourth requirement is that cultured meat must be produced at prices that are comparable with factory gate prices for cheap meat such as chicken meat. A study commissioned by the ‘International In Vitro Meat Consortium’ indicated that cultured meat (from a three-dimensional culture) can be produced for €3500/tonne (compared to €1800/tonne for chicken meat and €3550/tonne for beef). It should be noted that several assumptions had to be made, since the technology to produce cultured meat has not been developed yet. Nevertheless, it is encouraging that the applied economic model predicts production costs that are comparable with that of current meat production. A fifth requirement is that the production of cultured meat should have a favorable ecological footprint compared to the conventional production of meat. A preliminary life cycle assessment of cultured meat by dr. Tuomisto (University of Oxford) and dr. Teixeira de Mattos (University of Amsterdam) indicated that cultured meat production has a much lower environmental impact than conventional meat production. It was estimated that the average energy use is 45-60% lower; greenhouse gas emissions are 80-95% lower; land use is 98% lower and water use is 90-98% lower. Only poultry meat has a lower energy use per kilogram than cultured meat. Although also for this study several assumptions had to be made it is clear that the ecological footprint of the production of cultured meat is substantially lower than that of conventional meat. A sixth requirement for the production of cultured to become successful is consumer acceptance. Until now no scientific study has been conducted about the ethical and societal aspects of cultured meat production and consumption. From the start of the ‘In vitro meat’ project in 2005 the research of the Dutch consortium has received a lot of media attention from all over the world. The coverage by the media provoked numerous discussions on the internet and, as discussed by Holmes and Dacey in their publication in the Journal of Agricultural and Environmental Ethics in 2008, the majority of the opinions is favorable towards cultured meat technology. One should be careful to draw conclusions from these anecdotes. Therefore, it is deemed of utmost importance to carry out research with respect to the ethics and societal aspects of cultured meat. It is anticipated that research on cultured meat will have a significant spin-off, primarily for the biomedical field. Four areas of spin-off can be discerned: 1) Generation of stem cells from pigs (and other farm animals); 2) Production of tissue culture media that do not contain animal products; 3) Increased knowledge on aspects of tissue engineering; 4) Specific know-how on (industrial scale) bioreactors. It has to be noted that the worldwide resources for human (regenerative) medicine are much higher than for cultured meat. Therefore, it is anticipated that, also in the future, knowledge transfer will be largely from the human medicine field to the cultured meat field. In the framework of our study we interviewed national and international experts from companies, research institutes and universities about many aspects of the development of cultured meat. Most experts indicated that there is an urgent need for dietary protein sources other than meat and that cultured meat may be an interesting option to produce meat in a sustainable way. However, a few experts never heard of cultured meat and were skeptical about developing this technology. The experts indicated several technological challenges; these challenges were also recognized by the authors and comprise an important part of this report. The experts were unanimous that at this point in time the traditional food companies will not invest in research on such a completely different commodity as cultured meat. All experts mentioned that, at this stage, investments in the technology should be done with public money. Although most experts see an important role for the Dutch scientists in cultured meat research, it is preferable that both funding and research efforts are coordinated internationally. The experts estimate that €10-€100 million is required to initiate an R&D program. It can be concluded that commercial production of cultured meat is as yet not possible, since crucial knowledge is still lacking on the biology and technology. Furthermore, 46
knowledge is lacking with respect to ethical and societal issues. Companies will only invest if the technology has demonstrated to be viable on a small scale. It is recommended that on a short term the focus must be on filling these gaps in knowledge. During the whole process, communication with consumers and societal embedding is essential. Nederlandse samenvatting Geschat wordt dat de wereldbevolking gedurende de volgende 40 jaar met 50% zal toenemen. Deze toename van de wereldbevolking zal vergezeld gaan met een verdubbeling van de uitstoot van broeikasgassen als er niet ingegrepen wordt. Wereldwijd zal ook de consumptie van vlees in de komende 40 jaar verdubbelen vanwege het feit dat, naast de bevolkingsgroei, mensen ook meer te besteden hebben en de consumptie van vlees bij veel volkeren geassocieerd is met welvaart. De productie van vlees vereist relatief veel land, energie en water. Bovendien draagt de veehouderij verhoudingsgewijs sterk bij aan de emissie van broeikasgassen en in veel landen ook aan de verontreiniging van bodem en oppervlaktewater. Een voor de hand liggende oplossing zou de vermindering van de consumptie van dierlijke producten zijn. Dit zou zeker een deel van de oplossing in de Westerse wereld zijn waar de consumptie van (dierlijke) eiwitten hoog is. De vervanging van dierlijke eiwitten (uit gewervelden) in het dieet door eiwitten uit planten, schimmels of zelfs insecten zou een ander deel van de oplossing zijn. Een heel andere oplossing is om niet de dierlijke eiwitten zelf maar de bron van dierlijke eiwitten te vervangen. Spiercellen, verkregen uit stamcellen van landbouwhuisdieren, zouden op grote schaal gekweekt kunnen worden. Aangezien vlees voornamelijk uit spiercellen bestaat kan op deze wijze ‘kweekvlees’ (in vitro meat) geproduceerd worden. Het grote voordeel is dat met deze technologie geen dieren meer nodig zijn voor de productie van vlees en vleesproducten. Kweekvleesproducten zouden op een milieuvriendelijke wijze vervaardigd kunnen worden terwijl de voedingswaarde vergelijkbaar is met die van conventionele producten. In eerste instantie zou de nieuwe technologie gericht kunnen zijn op het maken van ingrediënten voor samengestelde producten terwijl op de lange termijn smakelijke producten ontwikkeld kunnen worden die volledig vervaardigd zijn met de kweekvleestechnologie. Dit rapport is een studie naar de huidige kennis op het gebied van 1) de technologieën die nodig zijn voor de ontwikkeling van kweekvlees; 2) de milieugerichte levenscyclusanalyse; 3) de economische haalbaarheid en 4) ethische en maatschappelijke aspecten. Een eerste vereiste voor de ontwikkeling van kweekvleestechnologieën is een geschikte stamcellijn die bij voorkeur oneindig door kan groeien. Zowel embryonale als nietembryonale (‘volwassen’) stamcellen kunnen gebruikt worden hoewel de meeste volwassen stamcellen niet oneindig in kweek kunnen worden gehouden. Deze cellen moeten daarom voldoen aan bepaalde eisen wat betreft hun delingscapaciteit. Eén van de doelstellingen van het Nederlandse ‘In vitro meat’ SenterNovem project (2005-2009) was het verkrijgen van een geschikte stamcellijn (zowel een embryonale als volwassen lijn) van het varken. Volwassen stamcellen zijn inderdaad verkregen uit varkenspieren maar deze cellen bleken, in tegenstelling tot muizenstamcellen, niet op efficiënte wijze naar skeletspiercellen te differentiëren. Het verkrijgen van een geschikte ‘startstamcel’ uit landbouwhuisdieren en de groei en efficiënte differentiatie in spiervezels vereist nog veel onderzoek. Aangezien de ontwikkelingen in de stamcelbiologie snel gaan is het mogelijk steeds gerichter onderzoek te doen naar stamcellen van landbouwhuisdieren. De recente opheldering van de sequentie van het varkensgenoom is ook belangrijk in dit verband. Een tweede vereiste voor de ontwikkeling van kweekvleestechnologieën is de beschikbaarheid van kweekmedia die geen producten van dierlijke oorsprong bevatten. De meeste media die gebruikt worden om cellen van zoogdieren en vogels te kweken bevatten dierlijk serum. Vanwege de aard en veiligheid van het product is het duidelijk dat voor de bereiding van kweekvlees serumvrije media gebruikt moeten worden, 47
Page 1 and 2: FACULTEIT DIERGENEESKUNDE / FACULTY
Page 3 and 4: Production of animal proteins by ce
Page 5 and 6: Boxes: 08 Need for protein sources
Page 7 and 8: Introduction The use of livestock f
Page 9 and 10: Cultured meat: a short history The
Page 11 and 12: Cell culture Prokaryotic cells. Res
Page 13 and 14: In warm-blooded animals, such as ma
Page 15 and 16: encode for animal growth factors ca
Page 17 and 18: Skeletal muscle from stem cells Alt
Page 19 and 20: limited number of cell types. This
Page 21 and 22: on flexible membranes. Mounting the
Page 23 and 24: Experts’ opinions (3): Technologi
Page 25 and 26: Best of both worlds In their paper
Page 27 and 28: 4. Tissue engineering of muscle fib
Page 29 and 30: products of cultured algae. Technol
Page 31 and 32: Current developments in cultured me
Page 33 and 34: The proliferative and differentiati
Page 35 and 36: Scientific publications from the 'I
Page 37 and 38: production of chicken meat equals a
Page 39 and 40: Experts’ opinions (7): The most i
Page 41 and 42: Experts’ opinions (8): The role o
Page 44 and 45: Experts’ opinions (9): Potential
Page 47: Summary The global population is es
Page 51 and 52: elang om gedegen wetenschappelijk o
Page 53 and 54: 31. Yu, J. et al. Induced pluripote
Page 55 and 56: Alternative (animal) cell systems f
Page 57 and 58: List of speakers at the first in vi
Page 59 and 60: Publications about in vitro meat li

production of animal proteins by cell systems - New Harvest

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?